蒸汽鍋爐氧腐蝕的原因及措施

摘要：在日常的蒸汽鍋爐檢查和檢驗中，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)蒸汽鍋爐在內(nèi)受熱面各個系統(tǒng)中均不同程度存在大小不等腐蝕或均勻的小麻點，對鍋爐的安全構(gòu)成了威脅，而且會大幅度降低蒸汽鍋爐的使用壽命。隨著工業(yè)的發(fā)展，鍋爐腐蝕的問題日趨嚴(yán)重。就目前范圍來說，雖然在控制污染和研究的工作在同時進(jìn)行，防腐技術(shù)措施在不斷發(fā)展，使鍋爐腐蝕問題得到了一些緩解，但總的來說，鍋爐的腐蝕仍十分嚴(yán)重。

關(guān)鍵詞：氧腐蝕 影響因素 對策

1 鍋爐的氧腐蝕現(xiàn)狀

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，伴隨著蒸汽鍋爐數(shù)量也快速增加，由于鍋爐運行方式不理想，自身構(gòu)造的缺陷，鍋爐的定期保養(yǎng)跟不上等原因，鍋爐不能有效地控制給水和氧指標(biāo)，從而導(dǎo)致鍋爐內(nèi)受熱面的受力部件的氧腐蝕現(xiàn)象很嚴(yán)重。從定期的檢查和檢驗數(shù)據(jù)來看，我們?yōu)I州市的鍋爐中約占總數(shù)的10%的受到了不同程度的氧腐蝕。在這受到了不同程度氧腐蝕的鍋爐中，輕者使受力部件的壁厚減薄，降低了鍋爐的使用壽命，重者使元件無法滿足強度要求，需要修理或提前報廢，更嚴(yán)重者達(dá)到了臨界爆炸的狀態(tài)，直接威脅著人們的生命和財產(chǎn)安全。來說幾個典型例子：我市某選煤廠于2001年8月在廠職工住宅區(qū)鍋爐房內(nèi)安裝一臺DZL2.8-1.0/95/70熱水鍋爐，運行6年后，該爐在運行中開始出現(xiàn)爐內(nèi)火焰發(fā)暗，燃燒不穩(wěn)定，熄火現(xiàn)象；有時灰渣斗內(nèi)還有濕灰出現(xiàn)，被迫停爐進(jìn)行檢查，這時發(fā)現(xiàn)鍋爐的部分爐管在水側(cè)產(chǎn)生嚴(yán)重的氧腐蝕穿孔，其余的爐管也都布滿大小不等的腐蝕鼓包，除掉鼓包后露出一個個腐蝕凹坑，坑徑基本為4-10mm不等，坑深0.5mm，無法正常供暖，被迫維修和更換破裂泄漏的煙管，勉強維持到采暖期結(jié)束，停爐后對爐管進(jìn)行大修，損失近8萬元。其它鍋爐房內(nèi)的熱水鍋爐也出現(xiàn)過類似的情況。

2 氧腐蝕的機理和特征

腐蝕按機理來分的話可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。一般化學(xué)腐蝕無電流產(chǎn)生，而電化學(xué)腐蝕則伴有電流的產(chǎn)生。對鍋爐受熱面受力元件來說，水則以電化學(xué)腐蝕為主，火則(或煙氣側(cè))以化學(xué)腐蝕為主。氧腐蝕實際上是一種電化學(xué)腐蝕，其機理為：由于鍋爐水是一種有極性的電解質(zhì)，在水的極性分子的吸引下，鋼材表面的一部分鐵原子，開始移入爐水而成為帶正電的鐵離子，而鋼材上保留多余的電子帶負(fù)電荷。若鐵離子不斷進(jìn)入鍋水，則使鋼板(管)上逐漸出現(xiàn)坑洞，產(chǎn)生了腐蝕。鍋水中的溶解氧具有去極化作用，會使這一過程加劇。而去極化作用的強弱與含氧量多少有關(guān)，也就是說溶解氧的含量決定著腐蝕的強弱，而兩者成線性正比關(guān)系。

3 影響氧腐蝕的主要因素

3.1 水中溶解氧的濃度鍋爐給水不經(jīng)過除氧的話，在水體中就含有溶解氧，這樣給水在鍋爐內(nèi)會引起以電化學(xué)方位進(jìn)行的氧腐蝕現(xiàn)象，鐵和氧形成兩個電極，氧的電極總比鐵的電極電位高。大量補入的原水未采用鈉離子交換軟化和未采用任何除氧方式。鍋爐由于用氣量大，需要大量均衡連續(xù)的給水，當(dāng)補給水水質(zhì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，補給水中的重碳酸鹽在爐內(nèi)加熱的過程中產(chǎn)生二氧化碳；或在直接補入生水的過程中，即補進(jìn)了溶解氧，對鍋爐金屬壁面產(chǎn)生腐蝕。

3.2 鍋水的PH值因為PH值是引起金屬腐蝕的重要因素之一。PH值越低越容易產(chǎn)生腐蝕，PH值越高腐蝕越低，當(dāng)PH值為9.5～10時，無氧的情況下腐蝕過程可基本停止，當(dāng)PH值為12時，鐵的腐蝕速度受氧的濃度影響不大，幾乎趨近于零。

3.3 水的溫度 在鍋爐中水溫過高或過低容易產(chǎn)生冷凝水，而金屬材料被冷凝水腐蝕，會減少其使用壽命。當(dāng)供回水溫度在額定溫度時，鍋爐效率最高，水溫鍋低時，煤的燃燒效率也會降低。低溫會產(chǎn)生SO2，對鍋爐產(chǎn)生腐蝕。降低壽命。

4 防止氧腐蝕的對策

4.1 除去水中的溶解氧 一般情況下我們采用除氧水，除氧水是指除去溶解氧的水。水中的溶解氧隨著水溫度的不斷升高，水蒸氣壓力增高，溶解氧氣體的分壓力逐漸減小，溶解氧就逐漸的溢出，當(dāng)水溫升高到104℃時水中的溶解氧（小于0.01mg/L）就幾乎全部溢出。這樣的除氧水就不會在設(shè)備和管道中形成氧腐蝕。這個過程一般在除氧器設(shè)備中進(jìn)行。所以，沒有經(jīng)過除氧的水，在管道或設(shè)備中，當(dāng)水溫升高到60℃以上時，水中的溶解氧就會逐漸溢出，溢出的這部分氧，就會對設(shè)備、管道形成氧腐蝕。

4.2 保證鍋水的PH值在合理的范圍 在濕熱的條件下，有氧存在時，金屬的腐蝕是很快的，若這時處在偏酸環(huán)境，會使得這種腐蝕加劇，因此通過測量ph，也可以控制腐蝕的產(chǎn)生，采取相應(yīng)的應(yīng)對措施將鍋水的PH值控制在8—10范圍內(nèi)，因為只有這樣腐蝕程度才最弱。

4.3 控制水的溫度 在鍋爐中水溫過高或過低容易產(chǎn)生冷凝水，而金屬材料被冷凝水腐蝕，會減少其使用壽命。在運行時可以考慮給鍋爐加旁通管解決鍋爐低或高溫溫運行的問題。

4.4 水流速度。在運行中組織好鍋爐的水循環(huán)回路，保持一定的水流速度，使析出的氧氣被水流及時帶走，不致附在鍋爐的受熱面上。

4.5 運行方面應(yīng)做到 ①充分保證除氧器的運行效果，減少水中溶解氧。②對于熱水鍋爐應(yīng)盡量減少系統(tǒng)泄漏量，從而減少系統(tǒng)的補水量，最好使補水量控制在系統(tǒng)循環(huán)水量的0.5%以內(nèi)。③在熱水鍋爐的循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置合適有效的放氣裝置。④加強水質(zhì)處理和化驗的監(jiān)督，定時按要求排污。

4.6 停爐保養(yǎng) 在蒸汽鍋爐的使用過程中，如果頻繁停爐，而且停爐期間不采取保護措施的話，就會致使含氧的潮濕空氣進(jìn)入國內(nèi)，造成爐膽及煙管金屬發(fā)生氧腐蝕。

因此，做好停爐保養(yǎng)工作是防止氧腐蝕的有效途徑之一，通常短期停爐采用濕保養(yǎng)法，長期停爐采用干保養(yǎng)法。

綜上所述，只要充分作好以上六點，氧腐蝕問題一定能得到抑制或克服，這也被實踐所證實。